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1、一、输入阻抗和输出阻抗（1）首先，输入阻抗和输出阻抗是相对的。阻抗，简单的说就是阻碍作用，甚至可以说就 是电阻，即另一层意思上的等效电阻。引入输入阻抗和输出阻抗，最大的目的是在设计电路中提高效率，即要达到阻抗匹配， 达到最佳效果。阻抗匹配可以这样简单了解：假设一个电路中R为负载电阻，r为电源E的内阻，E为 电压源。由于r的存在，当R很大时，电路接近开路状态；而当R很少时接近短路状态。显 然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。根据式：p=i2R=（R+r）2R=E24r+（R-r）2R从上式可看出，当R=r时此时负载所获取的功率最大。所以，当负载电阻等于电源内阻时， 负载将获得最大功率。这就
2、是电路阻抗匹配的基本原理。（2）输入输出阻抗都跟电路的具体设计有关。这里先提供几条经验：1、阻抗匹配时负载可以得到最大的信号功率。2、阻抗匹配时效率不一定最高。3、前级输出阻抗大于后级输入阻抗时，传输效率变低，传输功率小于最大值。4、前级输出阻抗小于后级输入阻抗时，传输效率变高，传输功率也小于最大值。5、输入阻抗一般是高些为好，这样对前级输出要求不严格。6、输出阻抗一般是低些为好，这样负载适应性强，负载能力强。7、输入阻抗高往往易受到干抗，所以需要特别的设计（例如屏蔽）。8、输出阻搞太低往往也受到元器件、传输导线和电源限制。例如：有些功放的输出阻抗可 以低到2 Q,再低的话已经没有意义（导线损
3、耗反而成主要问题）。二、ttl/coms 型器件按导电类型不同，分为双极型集成电路和单极型集成电路两类。前者频率特性好，但功 耗较大，而且制作工艺复杂，绝大多数模拟集成电路以及数字集成电路中的TTL、ECL、HTL、 LSTTL、STTL 型属于这一类。后者工作速度低，但输人阻抗高、功耗小、制作工艺简单、易 于大规模集成，其主要产品为MOS型集成电路。MOS电路又分为NMOS、PMOS、CMOS型。（1）不同类型，不同工艺的器件其输入和输出阻抗也不同。CMOS 是电压型的器件，将电压转换为电流具有很高的输入阻抗， TTL 是电流型的器件，输 入阻抗低，将电流进行放大。CMOS的输入阻抗很高，这
4、样栅极寄生的电容就会和输入阻抗形成一个低通滤波器，而TTL 器件输入阻抗很低，寄生低通滤波器的低通特性比较弱，所以速度比CMOS快。（2）现在CMOS应用很广泛，是由于CMOS的输入阻抗一般都很高。而为什么输入阻抗高 和输出阻抗低在电路中的应用有着很大的优势呢？1. 当信号送入一个放大器时，就会有一个电压加在输入级上，如果你的输入级阻抗很小则势 必会有较大电流通过，而前级电路又提供不了如此大的电流，输入电压就降低了呀，那么送 进放大器的电压就比源电压要小很多了，不能有效放大。2. 当信号从放大器输出的时候，在输出端会有一个负载，这时他需要一定的电流提供能力， 你的输出阻抗如果高，输出电流流经输
5、出电阻，再经过负载，肯定有一部分能量是消耗在了 输出电阻上了。1）反相比例运算电路-h-L:rJr.匚-亍匸_!_.fry、一些典型电路的输入输出阻抗的计算V21、方法一：输入电阻Ri为从电路输入端口看进去的电阻，这里可以看到是R1。对于 Ui 端看到的阻抗,利用理想运放的虚短概念，运放的+-输入端电压总是 0，对于 Ui 电压源来说，相当于它通过R1接到“地”，当然从Ui端看到的阻抗就是R1 了。方法二：先看运算放大器的电路模型：V-lVpA(Vp-VnrVn其中ri很大，通常为106Q或更高；rO相对较小可不计入在内；A很高。2UoR1AUi/ R3：.b；仝7Ui+A*UiR2Ui R1
6、+R2由上图可以看到Ii=， rO相对很小可以忽略，A=，所以Ri= =R=R1。R1+R2+r0R1Ii 1+R2R12、放大器反向输入端的电阻R1应远大于信号源的内阻，但通常只能取几千欧至几十千欧。而反馈电阻R2的值不能太大，否则会产生较大的噪声和漂移。一般为几十千欧到几百千欧。这就限制了放大器的增益。反向放大器的优点是性能稳定，缺点是输入阻抗较低。IS500 中有相应的电路如下图：-L3N+L6N352N22N 33C091000pF330pFlOQDtPoA. A A.厂V V VR107HUM wvC07八八厂R103 1.4kQ1C82 10COpF Ila丈 R85：I:“i“I
7、I :I :IU-UOR2令 Ui2-Uil=U, Ii=R1+R2+R3+R4+r0 U0=-A(Ui2-Uil), A=ri且 rO 相对很小不计，所以 Ii= U牌 ，则输入电阻Ri=U=R1+R2+R3+R4 R1R1 + R2 + R3 + R4Ii R1+R2如设 R1=R3, R2=R4。则 Ri=2Rl。IS500中有相应的电路如下图:DGL；门二；4九IHHT畫470KLitl 琴1LU.+15/ rl-可以看出上图是母线电压检测，其输入阻抗是3.02MQ。6IR14 .亠y-1 24kQt1U10 33UpFDNG萇lLwv CEOS Teo上图的输入阻抗是2*(R9/R1
8、0)。四、rail-to-rail型的放大器近年来,随着 CMOS 工艺向超深亚微米技术的发展,晶体管特征尺寸不断减小,电源电压不 断下降,而晶体管的阈值电压并不随着特征尺寸的减小而线性减小,因此使得 CMOS 运算放大 器的输入输出信号的动态范围大大减小。为了提高运放的性能,增大输入输出信号的动态范 围，最好能达到整个电源电压范围，即轨到轨(R2R:Rail-to-Rail)。轨到轨运算放大器经过特殊的 设计可以允许输出电位在从负电源到正电源的整个区间变化。IS500 中用到的运放如下：TL082、MC33272、MC34072、LM339。其中MC33272和MC34072的输出的电压范围都接近于从负电源到正电源的整个区间，在土15V 供电时，输出范围分别为：-14.6V+14.1V, -14.7V+14.0V。
